抗车辙剂增强超薄磨耗层路面材料性能研究

将抗车辙剂PR材料以不同掺量外掺至SMA-10和AC-10两类超薄磨耗层沥青混合料中,对其分别进行了高温稳定性、低温抗开裂性、水稳定性、抗剥落性能和抗滑性能试验研究。研究表明：抗车辙剂能够显著提高超薄磨耗层材料的路用性能,SMA-10沥青混合料的高温稳定性、抗剥落性能和抗滑性能优于AC-10沥青混合料,SMA-10和AC-10沥青混合料超薄磨耗层的最佳PR掺量分别为0.6%和0.4%。     

陶粒沥青混合料的试验及应用研究

在SAC-10沥青混合料中掺入一定量的陶粒,通过室内试验对其相关性能进行了检测,结果表明:陶粒沥青混合料在陶粒掺量增加的情况下,动稳定度出现降低,永久变形增加,当陶粒掺量小于40%时,试件的高温稳定性满足规范标准;当陶粒的掺入量不大于40%时,陶粒沥青混合料的水稳定性能较好;陶粒的掺入对沥青混合料的低温抗裂性能影响不大,当陶粒掺量低于60%时,混合料的低温抗裂性能有一定提升。工程应用实例表明:沥青路面在采用陶粒沥青混合料作为上面层后,在通车4年内,未出现车辙、裂缝等路面病害,路面平整度较高,应用效果优异。     

钢渣热阻沥青路面的抗车辙性能研究

为了研究钢渣替代天然集料对沥青混合料高温抗车辙性能的影响,首先,用钢渣等体积替代玄武岩粗集料制备了不同钢渣掺量沥青混合料,对其热物性参数进行了测试,并通过室内等效热辐射试验对钢渣沥青混合料降温效果进行评价;其次,采用数值模拟方法分析了不同钢渣掺量沥青路面面层对温度场分布的影响,并利用单轴静载蠕变试验获取沥青混合料蠕变参数,建立基于上述温度场的车辙分析模型,对钢渣沥青路面的抗车辙性能进行评价。结果表明,钢渣的掺入使沥青混合料的导热系数降低,比热容增大,变化幅度最大可以达到40%以上;随着钢渣掺量增大,路表温度小幅度上升,而中下面层温度逐渐降低,其中4 cm深度处降温效果最为明显;当钢渣掺量为100%时,温度相较于纯玄武岩沥青路面降低了3.4℃,而75%掺量沥青混合料钢渣的车辙变形量最小,相较于玄武岩沥青混合料下降幅度达到43%,可有效提高路面抗车辙性能。     

掺加高模量外掺剂的开级配抗滑磨耗层(OGFC)的路用性能研究

通过实验室试验,研究了采用高模量外掺剂的开级配抗滑磨耗层(OGFC)沥青混合料的路用性能特点,分析了掺入高模量外掺剂前后,OGFC混合料常规路用性能指标的差异。     

基于小型加速加载试验的超薄磨耗层抗滑性能衰变规律研究

超薄磨耗层是沥青路面的一种预防性养护措施,其抗滑性能在很大程度上决定了沥青路面的安全性。为了探究不同沥青对超薄磨耗层抗滑性能的影响及衰变规律,基于小型加速加载试验,采用摆式摩擦系数和构造深度表征3种不同改性沥青(SBS改性沥青、橡胶改性沥青和TPS高黏改性沥青)超薄磨耗层的抗滑性能,应用非线性指数模型对其抗滑衰减过程进行了拟合分析。结果表明：超薄磨耗层抗滑性能衰减速率呈逐渐降低的趋势,大致分为压密变形、磨耗和趋稳3个阶段;沥青种类是影响超薄磨耗层前期抗滑衰减速率的重要因素,TPS高黏改性沥青超薄磨耗层表现出较为优异且稳定的抗滑性能;非线性指数模型能够较好地反映不同沥青超薄磨耗层的抗滑性能衰减规律。     

超薄磨耗层在隧道路面抗滑处治工程中的应用

首先对超薄磨耗层Nova Chip的关键机理进行了详细的介绍和说明;然后通过超薄磨耗层在隧道路面抗滑处治工程中的应用,分别对养护方案选择、材料选择、混合料设计、混合料性能等问题进行全面的分析;最后对使用效果进行评价,使用效果表明:Nova Chip超薄磨耗层沥青混合料具有较好的高温抗车辙和抗水损坏能力,并且能够提高水泥混凝土路面的抗滑性能和国际平整度指数,同时降低路面噪声,提高路面行车舒适性。     

粗集料纹理对钢渣多孔沥青混合料的路用性能影响研究

为了研究粗集料表面纹理对钢渣多孔沥青混合料路用性能的影响,采用洛杉矶磨耗机对钢渣粗集料进行磨耗作用(0、500、1 500次),以生产不同表面粗糙度的集料,通过配合比设计制备了3种多孔沥青混合料,并分别对其进行了高温稳定性、低温抗裂性、渗水性、水稳定性、抗滑性以及抗松散性等性能测试研究。结果表明,集料表面纹理对多孔沥青混合料的相关路用性能影响显著,其高温稳定性、低温抗裂性、抗滑性和抗松散性均表现良好,满足规范要求,且各性能指标均随着集料表面粗糙度的降低而下降,当粗糙度下降44.1%时,高温抗车辙性能和抗滑性能指标分别降低了19.25%和12%。多孔沥青混合料在保持良好渗水性的同时,受粗集料表面纹理粗糙度的影响较小,粗糙的表面纹理可有效减轻集料之间的滑动。选择具有足够表面纹理粗糙度的集料将是确保多孔沥青混合料具有所需性能的有效解决方案,建议在混合料中使用表面粗糙的集料。     

聚酯纤维掺量对ECA-10型沥青混合料路用性能的影响

为了研究不同聚酯纤维掺量对超薄罩面ECA-10型沥青混合料路用性能的影响,设计了聚酯纤维掺量为0%、0. 15%、0. 25%和0. 35%四种情况,分别通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、铺砂试验、路面摆式摩擦系数试验和渗水试验等,测定其高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性能、抗滑性能和抗渗性能。研究结果表明,由于聚酯纤维的加筋作用和吸附作用,聚酯纤维的掺入明显改善了ECA-10型沥青混合料的路用性能,存在最佳聚酯纤维掺量,建议值为0. 25%。其动稳定度提高约142%,浸水马歇尔残留稳定度和冻融劈裂抗拉强度比分别提高了2. 2%和2. 3%,且两项指标在实验范围内与聚酯纤维掺量成线性增长关系。随着聚酯纤维掺量的增加,弯拉强度呈增大趋势,并逐渐平缓,弯拉应变逐渐增大,弯拉模量先增大后减小。从抗滑性能和抗渗性能试验来看,聚酯纤维的掺入对改善构造深度、摩擦系数和渗水系数的效果并不明显。     

SMA级配超薄磨耗层路用性能的对比研究

对超薄磨耗层采用SMA-10和SMA-5两种类型的公称粒径进行沥青混合料的配合比设计,在确定矿料级配及最佳油石比后,经室内试验和摊铺试验路段验证,结果表明,两种混合料皆具有良好的路用性能,与SMA-5相比,SMA-10具有构造深度大、摩擦系数大、抗滑性能好、抗车辙性能好的特点,更有利于确保路面功能,也更适用于超薄磨耗层。     

基于XRD分析的钢渣填料沥青混合料水稳定性研究

为探究钢渣矿物成分对沥青混合料性能的影响,本研究采用不同种钢渣,分别按0%、30%、60%和100%的掺量及陈化前后30%的两种K钢渣进行沥青混合料的水稳定性测试,并采用XRD进行成分分析。研究结果表明:相比于普通石灰岩矿粉及水泥,不同钢渣的硅酸盐矿物及CaO等活性成分含量差异较大,且其对沥青混合料性能的提升存在较大差异。马歇尔稳定度及劈裂强度提升28.0%～40.0%;K钢渣随掺量增加,活性成分含量提高,对混合料性能提升也略有提高,马歇尔稳定度及劈裂强度提升38.0%～40.0%;钢渣陈化后活性矿物成分减少,对沥青混合料的提升效果减弱;水稳定性随活性成分增多有所降低;K钢渣在30%掺量时,水稳定性及劈裂强度性能提升最显著。     

太钢转炉钢渣做集料的超薄磨耗层性能研究

太钢转炉钢渣可作为公路沥青路面耐磨骨料,从化学成分和力学性能等方面对其进行试验分析,进而开展钢渣做集料的超薄磨耗层沥青混合料路用性能试验。试验结果表明,采用转炉钢渣的沥青混合料性能满足规范要求,可在类似工程建设中推广应用。     

水性环氧树脂/丁苯胶乳复合改性乳化沥青微表处路用性能研究

为改善普通微表处路用性能的不足，以水性环氧树脂（WER）与丁苯胶乳（SBR）为改性剂，改变WER和SBR掺量，制备WER/SBR复合改性乳化沥青微表处混合料。通过湿轮磨耗试验、轮辙变形试验与低温弯曲试验评价WER/SBR微表处混合料的路用性能。研究结果表明：随着WER掺量的增加，WER/SBR微表处混合料耐磨性能、抗水损害性能及抗车辙变形性能逐渐提升，低温抗裂性能逐渐下降；而随着SBR掺量的增加，WER/SBR微表处混合料低温抗裂性能逐渐提升，抗车辙变形性能逐渐下降，耐磨性能与抗水损害性能先提升后下降，在SBR掺量为4%时出现峰值。     

硅质石灰岩在高速公路沥青路面抗滑表层中的运用

为了分析硅质石灰岩在高速公路沥青路面抗滑表层中的适用性,采用SBS改性沥青,对硅质石灰岩AC-13沥青混合料的路用性能和长期磨耗性能进行了试验研究。结果表明：AC-13硅质石灰岩沥青混合料的高稳定性、水稳定性和抗滑性能均满足规范要求;加速加载试验结果表明硅质石灰岩沥青混合料经过长期磨耗作用后,试件表面仍具有较高的摩擦系数,可以在较长的运营时间内保持较好的抗滑性能。综上,硅质石灰岩可用于高速公路沥青路面抗滑表层的建造。     

水泥稳定钢渣碎石基层的性能及应用研究

为了提高废弃钢渣利用率,在水泥稳定碎石中用钢渣部分替代天然碎石集料,研究了水泥稳定钢渣碎石混合料的力学性能及抗裂性能,并在具体工程实例中对实际应用效果进行了检验。室内试验表明：在水泥稳定碎石基层中掺入钢渣后,基层的力学性能、抗裂性能均得到了较好的提升。其中无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度、回弹模量均随钢渣替代量的增加呈先增后减的趋势,三者均在钢渣替代量为60%时达到最大值;结合力学性能试验结果,建议水泥稳定钢渣碎石混合料中钢渣的替代量取60%,水泥的掺量取5%;工程应用表明：水泥稳定钢渣碎石混合料作为路面基层进行铺筑后,实际应用效果及性能优异。     

高模量剂对沥青混合料抗老化性能的影响研究

为了研究高模量剂对沥青混合料抗老化性能的影响,通过试验,研究了高模量剂掺量对沥青混合料短期老化和长期老化后水稳定性和低温抗裂性能的影响,并与未经老化的沥青混合料作对比。试验结果表明,高模量剂的加入能大幅改善沥青混合料经短期老化和长期老化后的水稳定性和低温抗裂性,且在一定范围内增大高模量剂掺量能显著提高沥青混合料的抗老化性能,而超过一定值后再增加高模量剂掺量反而会使沥青混合料的抗老化性能降低,综合考虑高模量剂掺量不宜大于0.6%。     

降黏温拌沥青混合料路用性能研究

为降低沥青路面的施工温度,减少能源消耗及环境污染,路面施工常在沥青混合料中掺入降黏剂。本研究选用EC120、Sasobit两种降黏剂展开研究,通过黏度试验确定70#A级道路石油沥青中EC120的推荐掺量为3.5%,SBS改性沥青中EC120、Sasobit的推荐掺量均为3%,并将这两种降黏剂按推荐掺量分别对AC-13C、SMA-13混合料开展路用性能试验。研究结果表明：掺入降黏剂后,两种混合料的高温抗车辙、抗水损害及抗疲劳性能均得到显著改善,SMA-13混合料的低温抗开裂性能有小幅度降低,但仍能满足改性沥青混合料的技术指标要求。     

超薄磨耗层用高粘改性乳化沥青的研制

研究了用于超薄磨耗层养护技术的高粘改性乳化沥青的配方技术和生产工艺,考察了乳化剂的种类和SBS改性剂的掺量对改性沥青及改性乳化沥青蒸发残留物性能的影响。结果表明,采用进口JS-2乳化剂,SBS改性剂掺量达到3.5%时,制备得到的改性乳化沥青满足超薄磨耗层用高粘改性乳化沥青的技术指标和应用需求。     

温拌再生沥青混合料路用性能试验研究

对废旧沥青混合料进行了温拌再生利用,以Sasobit温拌剂作为外添剂,旧料的掺入量分别取0%、10%、30%、50%,进行了温拌再生混合料的路用性能试验研究。试验结果表明:当温拌剂的掺量取3%时,其马歇尔指标均满足规范要求,但当旧料替代量为50%时,其空隙率接近规范极限值,因此,建议取旧料的替代量为50%以下;温拌再生沥青混合料的动稳定度随着旧料替代量增加而出现增长,具有良好的高温稳定性;旧料的掺入较大程度降低了其低温抗裂性能,掺入量越大,其值降低幅度越大,对旧路掺量应精算控制。     

基于道路除冰的导电超薄磨耗层性能试验研究

为实现快速、高效、安全地清除路面结冰积雪,研发由导电相材料及黏结料组成的导电功能层加细碎石铺设的抗滑磨耗层共同构成的路面热力除冰雪系统并测试其不同组分的性能。试验选用石墨和短切碳纤维作为导电相材料,采用A、B胶的体积比为2︰1的环氧树脂作为导电覆层的主体黏结材料,粒径2～3mm的黑刚玉作为磨耗层碎石材料,选用经过抛光打磨后的铜片作为电极并减小其接触电阻,采用优化的制备工艺加工超薄导电磨耗层,进行对比试验测试材料的电阻率变化。结果表明:当导电功能层石墨掺量一定时,导电功能层的电阻率随着短切碳纤维掺量的增加而减小。碳纤维掺量不变,石墨掺量的增加可以显著降低石墨-碳纤维复合体系的电阻率。最终确定选用石墨掺量为25%,碳纤维掺量为4%作为超薄导电磨耗层的最佳配比。     

基于黏弹性的橡胶改性沥青路面抗滑性能研究

为研究橡胶颗粒对沥青路面抗滑性能的影响,基于SMA-13沥青混合料,采用内掺法以橡胶颗粒等量替代相应的集料进行橡胶改性沥青混合料配合比设计,橡胶颗粒掺量R=0%、1%、3%、5%,配制得到4组沥青混合料SMA-13A、SMA-13B、SMA-13C、SMA-13D,分别制备旋转压实试件及车辙板试件,保持试件温度T=10、20、30、40、50℃。采用单轴压缩试验方法进行AMPT简单性能试验,得到动态模量E和相位角φ;利用自主研发的轮胎-路面动态摩擦系数测试系统进行抗滑性能试验,得到动态摩擦系数f。结果表明:沥青混合料的黏弹性能顺序为SMA-13DSMA-13CSMA-13BSMA-13A,说明掺橡胶颗粒后,沥青混合料的黏弹性能得到了提高,且掺量越大,黏弹性能越好;在试件温度T=10、20、30、40、50℃下,沥青混合料的动态摩擦系数f与动态模量E的相关性基本相同,说明沥青混合料试件的温度对f与E相关性的影响不大;在车辆动态荷载作用下,随着橡胶颗粒掺量R的增加,沥青混合料的动态模量E减小,动态摩擦系数f增大,而相位角φ减小,说明橡胶颗粒的掺入提高了沥青路面的黏弹性能,从而提高了沥青路面的抗滑性能。